Vidaus varža elektros energijos tiekimo. Varža - formulė

Elektros srovė dirigentas atsiranda pagal elektrinio lauko priežasčių dalelės atsilaisvinti važiavimo kryptimi įtaka. Kurti dalelių srovė - rimta problema. Norėdami sukurti įrenginį, kuris bus išlaikyti skirtumą tarp lauko potencialo toje pačioje valstybėje ilgą laiką - užduotį, kad įrodė žmonijos galios tol, kol XVIII amžiaus pabaigoje.

Pirmieji bandymai

Pirmieji bandymai "taupyti elektros energiją" toliau jo tyrimai ir naudojimas buvo Nyderlanduose. Vokiečių Ewald Jurgenas von Kleist ir olandas Pieter Van Musschenbroek, kuris atliko savo tyrimus Leideno mieste, sukūrė pirmąjį pasaulyje kondensatorius, vėliau pavadintą "Leideno talpykla".

Kaupimasis elektros krūvio jau vyksta mechaniškai trinties. Naudokite įvykdymo per galėjo dirigentas tam tikrą, gana trumpu, laiko intervalą.

Žmogaus intelekto apie tokį efemerišką medžiagos, pavyzdžiui, elektros pergalė, buvo revoliucinis.

Deja, išskyros (elektros srovė gaminami kondensatorius) truko toks trumpas, kad sukurti nuolatinę srovę negalėjo. Be to, įtampa pateiktas kondensatorius palaipsniui mažėja, kuri nepalieka jokios galimybės gauti nenutrūkstamą srovę.

Mes turėjome rasti kitą būdą.

Pirmasis šaltinis

Italijos galvani eksperimentai dėl "gyvūnų elektros" tyrimo metu buvo originalus bandymas rasti natūralią energijos šaltinio gamtoje. Kabantys kojos paruoštos varlės ant metalo kabliukai geležies grotelių, jis atkreipė dėmesį į būdingą reakciją nervinių galūnėlių.

Tačiau išvados Galvani paneigė dar vieną italų - Alessandro Volta. Smalsu, į elektros energijos iš gyvūnų organizmų galimybe, ji atliko seriją eksperimentų su varlių. Bet išvada buvo visiškai priešinga jo ankstesnių hipotezių.

V yra pažymėti, kad gyvas organizmas yra tik elektros patvirtinimo indikatorius. Kai dabartinis kojos raumenys sutartis, nurodant galimą skirtumą. Iš elektrinio lauko šaltinis įjungtas nepanašios metalo kontaktą. Kuo toliau vienas nuo kito jie yra cheminių elementų skaičių, tuo didesnė poveikis.

Dėl nevienodų metalų plokštės nustatyta popierinius diskus impregnuotas su elektrolitų tirpalo, sukurti ilgą laiką privalo galimą skirtumą. Ir net jei jis buvo mažas (1,1 V), tačiau elektros srovė galėtų būti tiriamas ilgą laiką. Svarbiausia yra tai, kad įtampa buvo išlaikoma pastovi tol.

Kas vyksta

Kodėl šaltinių, vadinamų "elektrocheminės ląstelių", vadinamas šis poveikis?

Du metalo elektrodai pateikti izoliatoriuje, žaisti skirtingus vaidmenis. Vienas pristato elektronus, kitas juos gauna. Procesas oksidacijos-redukcijos reakcija veda prie elektronų pertekliumi vieno elektrodo, kuris yra vadinamas neigiamas polius, ir antrąjį sutrikimas, žymimą kaip teigiamas šaltinio terminalo.

Labiausiai paprastų galvaninis ląstelių oksidacijos reakcijų vyksta tuo vieno elektrodo, atkuriamojo - iš kitos pusės. Elektronai priimtų elektrodų iš išorės dalis grandine. Elektrolito yra srovės viduje jonų šaltiniu, laidininkas. pasipriešinimo jėga pradėta proceso trukmę.

Vario-cinko elementas

Iš veikimu elektrocheminės ląstelių interesų principas apsvarstyti vario-cinko galvaninių elementų veiksmų, kurie prieštarauja energetikos cinko ir vario sulfato pavyzdį. Šis vario plokštelės šaltinis yra patalpintas į tirpalą, vario sulfato, cinko elektrodo yra panardintas į cinko sulfato tirpalą. Sprendimai buvo suskirstyti akyto trinkelėmis išvengti sumaišymo, bet nebūtinai neliesti.

Jei grandinė yra uždarytas, paviršinis sluoksnis cinko junginys yra oksiduojamas. Į sąveikos su cinko atomų skysčio proceso paverstas jonų rodomi tirpale. Ant elektrodo, elektronai yra išleistas, kuris gali dalyvauti Formavimo srovės.

Sėdame į vario elektrodo, elektronai dalyvauja redukcijos reakcijai. Iš tirpalo ant paviršinio sluoksnio vario jonų atvykti į atkūrimo procesą jie yra konvertuojamos į vandenilio atomus vario nusėdusias vario plokštelės.

Apibendrinti tai, kas vyksta: procesas operacija ląstelės lydi pereinamojo elektronų redukuoja į oksidantas išorinio dalis grandinėje. Reakcijos įvyksta dviejų elektrodų. Viduje šaltinio srautų jonų srovę.

sudėtingumo naudoti

Iš esmės bet kurį iš galimų redokso reakcijų gali būti naudojamas baterijas. Tačiau medžiagos, galinčios veikti atsižvelgiant į technikos elementų vertybinių popierių, ne tiek daug. Be to, daugelis reakcijų reikalauja brangių medžiagų išlaidas.

Šiuolaikiniai akumuliatoriai turi paprastą struktūrą. Du elektrodai dedami į vieną elektrolito pildymo laivą - baterija atveju. Tokie dizaino elementai supaprastinti struktūrą ir sumažinti baterijų kainą.

Bet elektrocheminės ląstelių sugeba sukurti nuolatinę srovę.

DC varža neleidžia visi jonai tuo pačiu metu įjungti elektrodų, todėl įrenginys veikia ilgą laiką. Cheminės reakcijos gaminti jonus galiausiai nutraukta elementas yra išleidžiamos.

Vidaus varža maitinimo svarbu.

Šiek tiek atsparumo

Elektros srovės, be abejo, naudojimo atnešė mokslinę ir technologinę pažangą į naują lygį, suteikė jam didelį postūmį. Bet pasipriešinimo jėgų srovės gauna tokio vystymosi kelią.

Viena vertus, elektros srovė turi neįkainojamų savybių, naudojamų namuose ir technologijos, kita vertus - yra didelis pasipriešinimas. Fizika, kaip gamtos mokslų bando išlaikyti pusiausvyrą, suderinti šias aplinkybes.

srovės varžos kyla iš elektrai dalelės sąveikos su medžiaga, prie kurio jie yra judantis. Išskirkite šį procesą normalios temperatūros sąlygomis, tai yra neįmanoma.

atsparumas

Vidinis atsparumas srovės šaltinis ir atsparumas išorės dalių grandinės turėti keletą skirtingų pobūdį, tačiau lygiai taip pat šiuose procesuose yra Vertinama veikimas perkeliant krūvį.

Pats darbas priklauso tik nuo apie šaltinio savybių ir jo turinio: savybių elektrodų ir elektrolitų, taip pat išorės grandinės vienetų, atsparumas kuris priklauso nuo geometrinių parametrų ir cheminių medžiagų savybių. Pavyzdžiui, iš metalinės vielos pasipriešinimas didėja su jo ilgį ir mažėja su prailginimo skerspjūvio plotas. Sprendžiant šią problemą, kaip sumažinti Fizikos atsparumą rekomenduoja specializuotų medžiagų naudojimą.

dabartiniai Darbas

Pagal su Joule teisės skirtų laidininkų šilumos kiekis yra proporcingas pasipriešinimą. Jei šilumos Q kiekis žymi _ext. , Dabartinis stiprumas Aš, srauto laikas t, gauname:

• Q _w. = Aš ^{2 ·} R · t,

kur r - vidaus varža elektros energijos tiekimo.

Į visą grandinę, įskaitant vidaus ir išorės dalių, bendra šilumos kiekis yra paryškinamas, kurio formulė yra:

• _{Q, kad bendras} = I ^{2 ·} R · t + I ^{2 ·} R · t = ² I ^· (R + R) · t,

Jis yra žinomas kaip žymimos atsparumo fizikos: išorinis kontūras (visi elementai, išskyrus šaltinio) turi R. atsparumą

Omo dėsnis už visą grandinę

Mano, kad dauguma į išorinių jėgų darbo padaryti esamą šaltinį. Jo dydis yra lygus mokesčio veža srityje, ir elektrovaros jėgos šaltinio produkto:

• q · E = I ² · (R + R) · t.

suprasdamas, kad mokestis yra lygus srovės stiprumo prie jos atsiradimo laiko produkto, turime:

• E = I · (R + R).

Pagal priežastis ir pasekmės santykius Omo dėsnis yra apskaičiuojamas pagal formulę:

• I = E: (R + R).

Dabartinis jėga uždarytoje grandinės elektromagnetinių laukų yra tiesiogiai proporcingas maitinimo šaltinio ir atvirkščiai proporcingas prie bendro (bendra) atsparumo grandinės.

Remiantis šio modelio, tai galima nustatyti vidinę varžą ir srovės šaltinio.

Iškrovos šaltinis talpa

Pagrindinės charakteristikos šaltinių ir gali apimti biudžeto įvykdymo patvirtinimo pajėgumus. Didžiausias elektros energijos kiekis gaunamas tada, kai veikia esant tam tikroms sąlygoms, priklausomai nuo srovė.

Idealiu atveju, kai yra atliekamas tam tikros aproksimacijos, iškrovos talpa gali būti laikomas pastovus.

Pavyzdžiui, standartinis akumuliatorius 1,5 V potencialų skirtumas yra iškrovos talpa 0,5 Ah. Jeigu srovė yra 100 mA, tada jis veikė 5 valandas.

Metodai įkrovimo baterijas

Operacija baterijos veda prie jų išleidimui. Išieškojimas baterijos įkrovimo mažus elementus atliekamas su srovės, kurios elektros energijos vertė yra mažesnė nei viena dešimtoji šaltinio talpyklos.

Šie apmokestinimo metodus:

• iš nuolatinė elektros srovė panaudojimas iš anksto nustatytą laiką (apie 16 valandų 0,1 srovės baterijos talpos);
• sumažinti įkrovos srovę iš anksto nustatytos vertės galimas skirtumas;
• Naudoti asimetriškas sroves;
• nuosekliame trumpų impulsų įkrovimo ir iškrovimo, kuriame pirmasis yra didesnis nei sekundę.

praktinis darbas

Siūloma užduotis: nustatyti vidinę varžą šaltinio srovės ir elektromagnetinių laukų.

Jos įgyvendinimo reikia rezervuoti srovės šaltinio, kurio ampermetras, voltmetras, skaidrių reostatas, pagrindinis rinkinys laidininkų.

Naudojant Omo dėsnis ir uždarame rate bus nustatyti vidaus varžą srovės šaltinio. Norėdami tai padaryti, jūs turite žinoti, EML vertę reostatas pasipriešinimą.

Apskaičiuojamas srovės varžos formulė išorinėje dalyje grandinėje gali būti nustatomas pagal įstatymą Om už subcircuit:

• I = U: R,

kur aš - srovė išorinio kontūro, yra matuoja ampermetras; U - įtampa ant išorinės rezistorius.

Pagerinti matavimo tikslumą pateikti ne mažiau kaip 5 kartus. Ką jis daro? Atliekant eksperimento įtampos, atsparumas matuojamas, srovė (tiksliau, nuolatinės srovės), yra naudojami toliau.

Norėdami nustatyti elektrovaros jėga maitinimo šaltinį, naudokite tai, kad visoje jos gnybtų įtampa, kai atvira venų beveik lygus EML.

Išleidimą iš serijos-prijungtas baterijų, rezistorių, ampermetras raktą grandinę. Dabartinės šaltinio terminalai prijungti voltmeter. Atjungus jungiklį, ištraukite jo parodymus.

Vidaus varža, kuri formulė yra kilęs iš įstatymą Om už bendrą grandinės, apibrėžti matematinius apskaičiavimus:

• I = E: (R + R).
• R = E: I - U: I.

Matavimai rodo, kad vidinė varža yra žymiai sumažina negu išorinis.

Praktinis funkcija baterijos ir baterijos turi platų taikymą. Neabejotina ekologinis saugumas elektros varikliai negali būti jokių abejonių, bet ir sukurti talpus akumuliatorius, Ergonominės - šiuolaikinės fizikos problemą. Jo sprendimas lems naują etapą plėtros automobilių technologijų.

Kompaktiškas, lengvas, didelės talpos baterijas, taip pat yra labai svarbi mobiliųjų elektroninių įrenginių. energijos tiekimas naudojamas jų yra tiesiogiai susiję su gaminio veikimui.